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淹水高度增加对短叶茳芏潮汐湿地净生态系统CO2交换量的影响
李琳, 黄佳芳, 丁中浩, 郭萍萍, 蔡芫镔, 李诗华, 李云琴, 罗敏
植物生态学报    2025, 49 (4): 526-539.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0253
摘要   (205 HTML12 PDF(pc) (2123KB)(101)  

海平面上升引起的淹水高度增加将改变潮汐湿地的碳循环过程。然而, 目前的研究主要集中在淹水高度增加对土壤总碳库的影响上, 对于其如何影响碳收支的平衡尚未厘清。基于此, 该研究在闽江河口潮汐湿地搭建“沼泽管”实验平台, 并设置CK (对照)、CK + 20 cm、CK + 40 cm 3种淹水处理, 模拟当前、未来50年和100年的海平面上升情景。通过测定淹水高度增加对短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽湿地净生态系统CO2交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(ER)、植物生物量、植物光合特性指标和土壤理化指标的影响, 从而明晰海平面上升对潮汐湿地碳收支平衡的影响。研究结果表明: 淹水高度增加导致短叶茳芏地上生物量减少, 地下生物量增加。与CK相比, CK + 20 cm和CK + 40 cm处理中, GPP分别降低27%和32%, ER分别增加20%和58%。GPP的减少与淹水高度增加后地上生物量的减少和植物光合特性指标(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度)的下降有关; 而ER的增加与淹水高度增加后土壤氧化还原电位和可溶性有机碳含量的增加相关。在CK、CK + 20 cm、CK + 40 cm 3种淹水处理下, NEE分别为-539.8、-102.7和185.6 g C·m-2·a-1。上述结果表明, 海平面上升情景下短叶茳芏沼泽湿地碳收支平衡被破坏。淹水高度增加20 cm, NEE增加, 表明短叶茳芏沼泽湿地碳吸收能力减弱; 淹水高度增加40 cm, NEE由负值转变为正值, 表明短叶茳芏沼泽湿地生态系统由碳吸收转变为碳排放。该研究为预测和应对未来海平面上升对潮汐湿地碳循环的影响提供了科学依据。



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图2 闽江河口短叶茳芏沼泽湿地日平均气温和光合有效辐射(PAR)日均值和日最大值的月动态变化。
正文中引用本图/表的段落
2017年3月至2018年2月闽江河口短叶茳芏沼泽湿地PAR日均值的波动范围为27.2-682.6 μmol·m-2·s-1 (图2)。PAR日均值的最大值出现在2017年6月15日(682.6 μmol·m-2·s-1), PAR日均值的最小值出现在2017年12月28日(27.2 μmol·m-2·s-1)。PAR最大值的波动范围为117.3-3 047.7 μmol·m-2·s-1。日平均气温波动范围为8.6-32.2 ℃, 日平均气温的最大值出现在2017年8月10日(32.2 ℃), 最低值出现在2018年2月17日(8.6 ℃)。
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